9 Параметры нагруженности вагона

Каждый определенный вид отказа реализуется в процессе увеличения (наработки) обобщенных параметров эксплуатационной нагруженности, обобщенно обозначаемых . Параметр рассматривается совместно с другим изменяющимся во времени параметром – величиной – несущей способностью детали (элемента) вагона.

К обобщенным параметрам нагруженности относят:

– максимальные значения суммарных напряжений, возникающих при экстремальной нагрузке вагона, МПа;

– максимальные значения суммарных квазистатических напряжений сжатия, МПа;

– величина эквивалентной приведенной амплитуды динамического напряжения, МПа;

– другие параметры нагруженности.

Указанным параметрам нагруженности ставятся в соответствие (в приведенном выше порядке) следующие параметры несущей способности отдельных элементов вагонов, обобщенно обозначаемых :

– предел текучести материала элемента вагона, МПа;

– предел прочности материала элемента вагона, МПа;

– значения критических напряжений сжатия при оценке устойчивости формы сжатого стержневого элемента, МПа;

– предел выносливости материала элемента вагона, МПа; другие параметры несущей способности.

При известных значениях обобщенных параметров и условие работоспособности (условие безотказной работы) элемента вагона обобщенно может быть записано в виде

,

где на место величин и необходимо поставить соответствующее значение одного из перечисленных выше параметров.

Существенно следующее. Значения для конкретной детали являются случайными величинами, зависящими от большого количества случайных факторов- условий эксплуатации, изготовления, контроля и др. это позволяет считать обоснованной гипотезу о нормальном законе распределения значения этих параметров. Тогда для конкретного вида отказа вероятность безотказной работы детали определяется формулой

где , – средние значения (математические ожидания) обобщенных параметров несущей способности и эксплуатационной нагруженности детали;

– среднеквадратичное отклонение случайных параметров ( – );

;

, – соответственно среднеквадратичные отклонения параметров и ;

– значение интеграла вероятности (функции Лапласа) для значения величины t, определяемой равенством

Значение величины – функции Лапласа, определяется при этом по справочным таблицам, приводимым в справочной и учебной литературе по статистике и теории вероятности.

Определение параметров потока отказов вагонов

При определении надежности вагона и его узлов и элементов по фактическим эксплуатационным данным в соответствии с нормами ВНИИЖТ используют параметр потока отказов , вычисляемый по формуле

,

где – среднее удельное число отказов вагонов данного вида его узлов и элементов за расчетный период эксплуатации;

– средняя наработка (время работы) вагона за расчетный период эксплуатации до первого ремонта в депо.

Характеристика  показывает сколько отказов приходятся на единицу времени эксплуатации.

Так как вагон представляет собой двухуровневую систему элементов (уровень узлов в вагоне и уровень деталей в узле), то параметр потока отказов вагона рассчитывается по формуле

,

где – параметр потока отказов i-го узла вагона;

– параметр потока отказов j-го элемента i-узла вагона.

В приведенной ниже таблице представлены вычисленные на основе эксплуатационных обследований и установленные отраслевыми нормами параметры потока отказов основных типов грузовых вагонов.